Los astrónomos han confirmado la existencia de estrellas de agujero negro en el primer miliardo de años del universo, basándose en observaciones del Telescopio Espacial James Webb. Estos objetos, conocidos como pequeños puntos rojos, son vastas bolas de gas impulsadas por agujeros negros centrales que brillan como estrellas enormes. El hallazgo resuelve un misterio clave sobre estas galaxias compactas y brillantes.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha revelado una población sorprendente de objetos en el universo temprano, que se remonta a sus primeros mil millones de años. Apodados pequeños puntos rojos (LRDs), estos aparecen como galaxias extremadamente compactas, rojas y luminosas, diferentes a las observadas en el universo cercano. Las teorías iniciales sugerían que podrían ser agujeros negros supermasivos rodeados de polvo o galaxias densamente pobladas de estrellas, pero ninguna explicaba completamente los patrones de luz detectados.
Un equipo liderado por Anna de Graaff en la Universidad de Harvard propuso una alternativa: estrellas de agujero negro. Estas son esferas densas de gas con un agujero negro en el núcleo. A medida que el material se acumula en el agujero negro, la liberación de energía gravitacional hace que el gas circundante brille, imitando una estrella pero a una escala masiva: miles de millones de veces más brillante que el sol. «Cuando el material cae en el agujero negro, se libera mucha energía gravitacional, y esto podría hacer que toda la bola de gas a su alrededor brille como una estrella», explicó de Graaff.
Al analizar espectros de más de 100 LRDs, los investigadores encontraron patrones que coinciden con la radiación de cuerpo negro de una superficie suave, similar a las estrellas, en lugar de los espectros complejos de galaxias con fuentes de luz mixtas. «El modelo de estrella de agujero negro ha estado por ahí durante un tiempo, pero se pensaba que era tan extraño y extravagante, pero en realidad parece funcionar y tener más sentido», dijo Jillian Bellovary del Museo Americano de Historia Natural en Nueva York. Anthony Taylor de la Universidad de Texas en Austin añadió: «Es solo un marco simple, pero explica [las observaciones] realmente, realmente bien, sin necesidad de física exótica real».
Un LRD destacado, apodado «The Cliff», mostró características espectrales inexplicables por modelos previos, fortaleciendo el caso de las estrellas de agujero negro. «Vimos ciertas características en el espectro que realmente no podían explicarse con ninguno de nuestros modelos existentes», señaló de Graaff. Sin embargo, confirmar la presencia del agujero negro sigue siendo un desafío debido al sobre gas denso y oscurecedor. La variabilidad de la luz, una característica de los agujeros negros acrecentes, ofrece una prueba potencial, aunque las limitaciones de observación del JWST dificultan el monitoreo a largo plazo.
Un estudio de Fengwu Sun en Harvard utilizó una lente gravitacional para observar un LRD en cuatro imágenes, abarcando 130 años de tiempo de viaje de la luz. Las variaciones de brillo se asemejaban a las de estrellas pulsantes pero con mayor amplitud, alineándose con la idea de estrella de agujero negro. Si se verifica, estos objetos podrían representar una fase novedosa en el crecimiento de agujeros negros supermasivos, ausente en el universo local. «Esto podría ser esencialmente como un nuevo modo de crecimiento... de estos agujeros negros supermasivos», sugirió de Graaff, aunque su vida útil y contribución de masa siguen sin aclararse.